打破国际大厂的垄断，士兰微如何在IPM和IGBT领域找准赛道？

本站原创，作者：章鹰，电子发烧友执行副主编。

近年来，无论国内市场还是国际市场，功率器件的厂商竞争激烈，全球市场对绿色能源需求，特别是他们对智能家电、汽车（尤其是新能汽车）的市场看好有直接的关系。功率半导体是电子装置电能转换与电路控制的核心，未来在新能源（电动汽车、风电、光伏）、工业、电源、变频及IOT设备的需求带动下，呈现稳健增长态势，Yole预测，2017-2021年功率器件市场规模CAGR为5.39%，其中MOSFET（5.23%），IGBT（9.02%），功率模块（6.20%）。

过去，这一市场主要是被英飞凌、NXP和罗姆等为代表的欧美厂商和日本厂商占领。以IGBT为例，全球前五大厂商占据了70%的市场份额，中国厂商由于进场晚，产业基础较为薄弱，面领的竞争压力大。同时，中国又是全球最大的IGBT市场，随着新能源汽车产量的不断提升，市场增长和国产替代的空间比较大。

图：士兰微芯片展示。

行业资深从业者表示，在中国本土功率器件市场，士兰微是国内当之无愧的龙头之一。最近几年，中国本土企业士兰微在IPM和IGBT领域有所突破。士兰微日前发布了2019年上半年业绩报告，小编籍此为大家解读该公司在功率半导体的IPM和IGBT领域最新产品和市场进展。

IPM功率模块产品年出货量超300万颗

8月28日，士兰微发布2019年上半年公司业绩报告显示，公司营业总收入为14.40亿元，其中集成电路产品的营业收入为4.91亿元，较去年同期增长1.7%；公司分立器件产品的营业收入为6.79亿元，较去年同期增长3.36%。

图：士兰微2019年上半年各业务收入占比，图片来自新浪财经。

财报中显示两大亮点：一、公司IPM功率模块产品在国内白色家电和工业变频器市场发力，其中在国内多家主流的白电整机厂商在变频空调等白电整机上使用了超过300万颗士兰IPM模块，预期未来三年将会继续快速成长。二、全部芯片自主研发的电动汽车主电机驱动模块完成研发，参数性能指标先进，已交付客户测试。

士兰微成立于1997年，自成立之初公司就坚持发展MCU产品，到了2009年，在HVIC、IGBT芯片到位后，士兰微开始了功率模块的研发征程。2011年到2013年，士兰微承担国家高速低功耗600V以上的多芯片高压模块项目，开发了多款高压功率模块以及多款HVIC和IGBT、FRD产品。到了2013年，士兰微参与电子信息产业发展基金项目，与国内变频空调厂家一起，开发了用于变频空调驱动的国产智能功率模块（IPM）。到了2017年，其全自主高性能变频控制MCU—SC32F58128芯片成功量产，一举追平了国内与国际竞争对手的差距，在芯片设计以及系统设计方案商取得了全新的研发成果，申请多项发明专利。

图：士兰微IPM系列产品。

在2019年6月举办的上海国际电力元件、可再生能源管理展览会上，士兰微携IPM领域的明星产品SDM10C60FB2亮相，这是一款高度集成、高可靠性的三相无刷直流电机驱动电路，主要应用于洗衣机变频驱动，内置了三相半桥高压栅极驱动电路和6个低损耗IGBT功率器件，内部集成了欠压、短路等各种保护功能以及温度输出，提供了优异的保护和宽泛的安全工作范围，不管从功能还是性能方面考察，都是优势明显的变频洗衣机驱动模块。目前该产品已被多家洗衣机TOP客户测试认可和量产。同系列的SDM06C60FB2也已经在变频空调风机上大批量使用。

图：SDM10C60FB2实物图

据士兰微内部人士透露，士兰微电子智能功率模块（IPM）已经有近10年持续创新及市场验证积累，在国内白色家电（主要在空调、洗衣机、冰箱）和工业变频器市场取得突破，累计出货达到近千万颗。

IGBT模块从民用市场向汽车专用市场渗透

IGBT具有高频率、高电压、大电流、易于开关的优良性能，被业界誉为功率变流装置的CPU，小到电磁炉，大到新能源汽车、轨道交通、智能电网等战略产业，IGBT都扮演重要角色。在新能源汽车制造中，IGBT约占整车成本的7%-10%，对整车的能源效率有重要影响。IGBT也是新能源汽车充电桩的核心部件之一，约占到充电桩成本的20%，根据<电子发烧友>测算，2018年，中国新能源汽车及充电桩领域IGBT的市场规模越为60亿元，其中新能源汽车市场约占65%。

IDM模式是IGBT生产制造的主流趋势，士兰微电子有限公司董事长陈向东表示，近十年来，士兰微电子在高压电源电路、MEMS传感器、电力电子器件在内的产品技术领域走特色工艺和产品技术紧密互动的模式，已具备了持续的工艺技术和器件结构开发能力，已能做到特色工艺技术和产品技术的持续进步。他认为，从当前市场和芯片技术发展的态势来看，中国大陆有机会成长出几家规模较大的IDM模式的集成电路企业。

目前，政府对半导体产业的支持力度非常大，在未来的3-5年内，国内IGBT产品设计和工艺制造能力会得到大力提高。另外，随着家电、工业控制、新能源汽车和轨道交通等应用行业对国产IGBT使用比例的不断提高，将推进国内的IGBT封测厂家在生产规模上不断壮大，封测技术水平不断提升。

笔者获悉，士兰微电子面向新能源汽车应用开发了使用槽珊FS-IV工艺IGBT芯片的EV系列模块SGM820PB8B3TFM，其可靠性完全复合最新的AQE-324标准，其中B1封装主要针对物流车，B2封装主要针对乘用车，B4封装针对电动大巴。

图：士兰微SGM820PB8B3TFM（B3）实物图。

图：士兰微SGM820PB8B3TFM（B3）主要特征。

从研发到制造生产，士兰微一直不断构筑自身的竞争优势。士兰微在专利500强的排序居前，与公司持续对研发的重视不无关系。WIND统计显示，自2012年以来，士兰微研发费用已连续6年增长，研发费用占营收比重约9.8-14.9%。其中，公司2018年研发费用3.14亿元，占营业费用比例为10.37%。年报数据显示，2018年，士兰微新增专利申请数为89项，新增专利数为136项。截至2018年底，公司累计申请数为217项，累计专利数为957项。

在制造工艺的推进上，士兰微已持续加大IGBT产品方面的投入，一方面在8英寸和12英寸芯片生产线上，不断提升IGBT产品的工艺和设计水平，提升产品的品质和性能，同时也会在IGBT产品的模块封测业务上保持投入和发展，力争持续保持IGBT产品的业内领先优势。

图：士兰微在新能源汽车中的产品布局

士兰微半导体制造事业部IGBT高级研发经理顾悦吉表示，士兰微电子充分利用设计与制造一体的IDM模式优势，为新能源汽车厂商提供LED驱动、IPM、IGBT、HVIC、MCU、DCDC、MOS、传感器、音视频等多维度产品和服务。